東京メトロ16000系

とうきょうめとろいちまんろくせんけい

東京メトロが保有する通勤電車。

概要

【HDメトロ02】千代田線のニューフェイス【16000系】by古淵工機10@RSPI作者？

千代田線で運用していた6000系は、登場から40年経過し、老朽化が見られるようになったため、置き換えを目的として2010年7月に登場、同年11月から営業運転を開始した。更なる省エネルギー化のための取り組みが評価され、2011年に鉄道友の会よりローレル賞を受賞。

運用は6000系・06系と同じく千代田線のほか、小田急電鉄小田原線やJR東日本常磐緩行線に乗り入れ、小田急線内では多摩急行・急行等の優等運用にも入っている。

2010年〜2012年にかけて16編成を増備し、チョッパ制御の6000系を全て置き換えた。その後期間を置いて2015年〜2017年にかけて21編成を増備し、残る6000系と06系を全て置き換え、2018年末に千代田線用の10両編成を16000系に統一した。

製造メーカーは1・2・5次車が川崎重工業、3・4次車が日立製作所。川崎製はefACE、日立製はA-Trainのメーカー標準設計を採用している。

第01～05編成

1次車。前面貫通扉を中央に配置している。

制御装置は東芝製、補助電源装置は富士電機製である。

第06～16編成

2・3次車。右側の前方視界が見づらいとの指摘があったことから、前面貫通扉の位置を向かって左側に寄せている。

第17編成以降

4・5次車。ヘッドライト(前照灯)をHIDからLEDに変更したため、灯具のデザインを変更。前面・側面の帯はそれまでの「緑の濃淡&白」から「黄色&緑の濃淡」に変更されている。また、制御装置が三菱電機製に変更され、補助電源装置が三菱電機の新型となった。

新機軸

車両システムや走行機器の面で、08系・05系13次車・10000系以来となる大幅な刷新が行われた。

これらの機構は細かな改良を加えつつ17000系・18000系にも採用されている。

車両制御情報管理装置(TIS)の強化

従来から採用されているTISの機能を強化し、グラスコックピットや後述する新しいブレーキ制御に対応した。

永久磁石同期電動機の採用

02系の大規模更新から本格採用した永久磁石同期電動機(PMSM)を、東京メトロの新造車で初めて搭載した。

PMSMは誘導電動機と異なり、回転子を磁化させる必要が無く、回転子に流れる二次電流の損失が発生しない。このため、効率が従来の最大92%程度から、96%まで向上し、数百kW単位での電力量削減を実現している。

一方で、磁極が決まった位置に存在する同期電動機であるため、モータ1個毎に独立した制御装置が必要、かつ回転速度と磁極の位置を正確に把握する必要があり、全体のコストアップと制御が難しくなることが課題であった。

VVVFインバータ装置の大型化を極力抑えるため、2つのインバータ回路を1台の冷却装置に収めて小型化し、この装置を電動車に2台搭載することによって、1両分4台のPMSMを制御している。また、センサレス駆動としたため、モータの軸端に位置センサを取り付ける必要が無くなり、配線や整備の簡略化を実現した。

モータの個別制御化により空転滑走時の負荷変動が小さくなったこと、また機器の台数を抑制して製造費や車両整備のコストダウンを図るため、05系10次車以来となる4M6T構成を採用した。

編成統括ブレンディング制御

強化されたTISの機能を使用し、編成全体で必要なブレーキ力を車両ごとに割り振ることが可能になった。

16000系では回生ブレーキを最大限活用するため、電動車4両で負担できる回生ブレーキ力を編成全体で必要なブレーキ力から差し引き、減速度が不足する場合には付随車6両の空気ブレーキに圧力を均等に分配する方式となっている。

この方式とすることで臨機応変に回生ブレーキと空気ブレーキの割合を調整でき、また特定の車両にブレーキ圧力が集中することが無くなるので車輪のフラットの発生を抑制することが可能である。

PMSMによる効率向上と相まって、大幅な回生電力量増大を実現した。

同じ4M6T構成を採る従来の06系・07系などの車両で採用された、電動台車2台と付随台車3台でユニットを構成する「1M1.5T遅れ込め制御方式」と比較して、編成全体でブレーキ力の融通ができ、かつ台車単位でのブレーキ圧力制御を要求しないためコスト面でも優れるのが利点である。

並列同期&休止運転機能付き静止形インバータ装置(4次車以降)

16000系では補助電源装置として編成に2台の静止形インバータ装置を搭載し、1台当たり5両分の照明や空調装置の電源を賄っている。

4次車以降では三菱電機が開発した並列同期&休止運転機能を搭載する新型の装置を採用。

3次車までの装置は1台ごとに独立運転するものであったものを、新型では編成内の2台が出力する交流電流の位相を同期させており、2台で10両分を賄うように動作する。また、空調装置が未稼働で使用電力が少ない時には2台のうち片方を停止させることで、インバータ装置のスイッチング損失などの電力ロスを低減させ、消費電力量の削減を実現した。

編成表

←伊勢原・代々木上原/北綾瀬・我孫子→

形式	16100	16200	16300	16400	16500	16600	16700	16800	16900	16000	備考
MT構成	CT1	M'	T	M	Tc1	Tc2	M	T	M	CT2
号車	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
機器構成		VVVF	BT/CP	VVVF	SIV/CP	SIV	VVVF	BT/CP/IR	VVVF
第1編成	16101	16201	16301	16401	16501	16601	16701	16801	16901	16001
第2編成	16102	16202	16302	16402	16502	16602	16702	16802	16902	16002
第3編成	16103	16203	16303	16403	16503	16603	16703	16803	16903	16003
第4編成	16104	16204	16304	16404	16504	16604	16704	16804	16904	16004
第5編成	16105	16205	16305	16405	16505	16605	16705	16805	16905	16005
第6編成	16106	16206	16306	16406	16506	16606	16706	16806	16906	16006
第7編成	16107	16207	16307	16407	16507	16607	16707	16807	16907	16007
第8編成	16108	16208	16308	16408	16508	16608	16708	16808	16908	16008
第9編成	16109	16209	16309	16409	16509	16609	16709	16809	16909	16009
第10編成	16110	16210	16310	16410	16510	16610	16710	16810	16910	16010
第11編成	16111	16211	16311	16411	16511	16611	16711	16811	16911	16011
第12編成	16112	16212	16312	16412	16512	16612	16712	16812	16912	16012
第13編成	16113	16213	16313	16413	16513	16613	16713	16813	16913	16013
第14編成	16114	16214	16314	16414	16514	16614	16714	16814	16914	16014
第15編成	16115	16215	16315	16415	16515	16615	16715	16815	16915	16015
第16編成	16116	16216	16316	16416	16516	16616	16716	16816	16916	16016
第17編成	16117	16217	16317	16417	16517	16617	16717	16817	16917	16017
第18編成	16118	16218	16318	16418	16518	16618	16718	16818	16918	16018
第19編成	16119	16219	16319	16419	16519	16619	16719	16819	16919	16019
第20編成	16120	16220	16320	16420	16520	16620	16720	16820	16920	16020
第21編成	16121	16221	16321	16421	16521	16621	16721	16821	16921	16021
第22編成	16122	16222	16322	16422	16522	16622	16722	16822	16922	16022
第23編成	16123	16223	16323	16423	16523	16623	16723	16823	16923	16023
第24編成	16124	16224	16324	16424	16524	16624	16724	16824	16924	16024
第25編成	16125	16225	16325	16425	16525	16625	16725	16825	16925	16025
第26編成	16126	16226	16326	16426	16526	16626	16726	16826	16926	16026
第27編成	16127	16227	16327	16427	16527	16627	16727	16827	16927	16027
第28編成	16128	16228	16328	16428	16528	16628	16728	16828	16928	16028
第29編成	16129	16229	16329	16429	16529	16629	16729	16829	16929	16029
第30編成	16130	16230	16330	16430	16530	16630	16730	16830	16930	16030
第31編成	16131	16231	16331	16431	16531	16631	16731	16831	16931	16031
第32編成	16132	16232	16332	16432	16532	16632	16732	16832	16932	16032
第33編成	16133	16233	16333	16433	16533	16633	16733	16833	16933	16033
第34編成	16134	16234	16334	16434	16534	16634	16734	16834	16934	16034
第35編成	16135	16235	16335	16435	16535	16635	16735	16835	16935	16035
第36編成	16136	16236	16336	16436	16536	16636	16736	16836	16936	16036
第37編成	16137	16237	16337	16437	16537	16637	16737	16837	16937	16037

関連項目

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